專利名稱：一種有機電致發(fā)光器件及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于有機光電技術領域，具體涉及一種有機電致發(fā)光器件及其制備方法。
背景技術：
OLED(有機電致發(fā)光器件0rganic Light-Emitting Device,簡稱 0LED)是一種利用有機固態(tài)半導體作為發(fā)光材料的發(fā)光器件，由于其具有制備工藝簡單、成本低、功耗低、發(fā)光亮度高、工作溫度適應范圍廣等優(yōu)點，因而有著廣闊的應用前景。如圖I所示，現(xiàn)有技術中，OLED的結(jié)構(gòu)通常包括襯底I、陽極層2、陰極層10以及設置在陽極層2和陰極層10之間的有機功能層，有機功能層通常包括空穴注入層3、空穴傳輸層4、電子阻擋層5、發(fā)光層6、空穴與激子阻擋層7、電子傳輸層8、以及電子注入層9。
OLED的發(fā)光機理為當電壓施加于陽極層2和陰極層10之間時，在外界電壓的驅(qū)動下，由陽極層2 —側(cè)注入的空穴通過空穴注入層3和空穴傳輸層4到達發(fā)光層6中，由陰極層10 —側(cè)注入的電子通過電子注入層9和電子傳輸層8到達發(fā)光層6中，到達發(fā)光層6中的空穴和電子在發(fā)光層中復合形成激子，激子輻射躍遷發(fā)光而產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象，即電致發(fā)光。在此過程中，若激發(fā)態(tài)電子自旋(Electron Spin)和基態(tài)電子成對，則為單重態(tài)激子(Singlet),其所釋放的光為所謂的突光(Fluorescence);反之，若激發(fā)態(tài)電子和基態(tài)電子自旋不成對且平行，則為三重態(tài)激子(Triplet)，其所釋放的光為所謂的磷光(Phosphorescence)。自從Tang設計了 OLED以后,研究人員紛紛致力于充分利用三重態(tài)激子和單重態(tài)激子得到高效率0LED。但是，由于空穴載流子和電子載流子的傳輸不是理想的，可能存在兩種載流子的不平衡注入，且注入的載流子也不能保證能夠百分之百復合發(fā)光，同時，載流子復合形成的激子甚至可能發(fā)生淬滅，使得OLED的實際發(fā)光效率較低；同時，由于空穴的遷移率要高于電子的遷移率，所以注入的空穴會多于電子，這樣在交界面處堆積了大量未復合的空穴，這些空穴在電場的作用下向陰極層10移動，在電子傳輸層8內(nèi)形成多余的空穴陽離子，這種空穴陽離子的存在最終導致OLED的使用壽命降低。有研究表明，影響OLED壽命的因素很多，如設置在陽極層2和陰極層10之間的多個有機功能層的層間組合、多個有機功能層互相之間的界面、以及構(gòu)成功能層的材料等，這些因素均能影響OLED的壽命。為解決這個問題，目前一般是在OLED結(jié)構(gòu)中使用雙基質(zhì)材料，或者使用高效率、長壽命的材料，或者通過改進OLED封裝方法的方式來提高OLED的壽命，但是這些方式在提高OLED壽命的同時，也使OLED的結(jié)構(gòu)和工藝變得復雜，同時還提高了對材料以及制備設備的要求，導致生產(chǎn)成本相應的增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術中存在的上述不足，提供一種有機電致發(fā)光器件以及制備方法，該有機電致發(fā)光器件能在不改變原有制作工藝或變更制作材料的情況下，提高OLED的發(fā)光效率高，并延長其使用壽命。
解決本發(fā)明技術問題所采用的技術方案是該有機電致發(fā)光器件包括襯底、陽極層、陰極層、以及設置在所述陽極層和陰極層之間的有機功能層，所述有機功能層包括發(fā)光層，其中，所述發(fā)光層中設置有一個或以上插入層，所述一個或以上的插入層將發(fā)光層分隔為兩個或多個子發(fā)光層，所述插入層對空穴的傳輸能力小于對電子的傳輸能力。優(yōu)選的是，所述插入層的空穴遷移率低于所述子發(fā)光層的空穴遷移率。進一步優(yōu)選的是，所述插入層的HOMO低于所述子發(fā)光層的H0M0，所述插入層的電子遷移率高于所述子發(fā)光層的電子遷移率，所述插入層的三重態(tài)能量等于或高于子發(fā)光層的三重態(tài)能量，所述插入層的單重態(tài)能量等于或高于子發(fā)光層的單重態(tài)能量。更優(yōu)選的是，所述插入層的空穴遷移率比所述子發(fā)光層的空穴遷移率低5倍或以上，優(yōu)選為10倍；所述插入層的電子遷移率高于所述子發(fā)光層的電子遷移率5倍或以上，優(yōu)選為10倍。
優(yōu)選的是，所述插入層采用一層，該插入層將發(fā)光層分隔為第一子發(fā)光層和第二子發(fā)光層，所述第一子發(fā)光層和第二子發(fā)光層的厚度比為I :50 50 :1，所述第一子發(fā)光層和第二子發(fā)光層采用相同的材料制成。優(yōu)選的是，所述插入層的厚度范圍為I 20nm。其中，所述插入層可采用有機材料或無機材料制成。優(yōu)選的是，所述制作插入層的有機材料采用具有空穴阻擋性能的有機材料。優(yōu)選插入層采用有機材料制成，該有機材料可包括鄰菲羅林衍生物、噁唑衍生物、噻唑衍生物、咪唑衍生物、金屬喹啉絡合物、或蒽的衍生物。優(yōu)選所述插入層采用BCP、Bphen、或TPBI制成。優(yōu)選的是，所述子發(fā)光層由具有空穴傳輸能力的發(fā)光材料組成無摻雜的熒光發(fā)光的有機材料制成，或采用由熒光摻雜劑與基質(zhì)材料組成的摻雜熒光材料的有機材料制成，或采用由磷光摻雜劑與基質(zhì)材料組成的摻雜磷光材料的有機材料制成。其中，所述具有空穴傳輸能力的發(fā)光材料包括NPB或DPVBI ;所述熒光摻雜劑包括香豆素染料(coumarin 6、C-545T)、喹吖啶酮(DMQA)、或DCM系列；所述磷光摻雜劑包括基于Ir、Pt、Ru、或Cu的金屬配合物發(fā)光材料；所述基質(zhì)材料包括金屬配合物、蒽的衍生物、芳香族二胺類化合物、三苯胺化合物、芳香族三胺類化合物、聯(lián)苯二胺衍生物、或三芳胺聚合物。所述基于Ir、Pt、Ru、或Cu的金屬配合物發(fā)光材料包括FIrpic、Fir6、FirN4、 FIrtaz、 Ir(ppy)3> Ir(ppy)2(acac)、 PtOEP、 (btp)2Iracac、 Ir(piq)2(acac)、 或(MDQ)2Iracac ;所述基質(zhì)材料包括雙(2-甲基_8_羥基喹啉)(對苯基苯酚)鋁(Balq)、9，10- 二- (2-萘基)蒽(ADN)、TAZ、CBP、MCP、TCTA、或 NPB。一種有機電致發(fā)光器件的制備方法，包括制作發(fā)光層的步驟，其特征在于，所述發(fā)光層的制作過程包括I)制作子發(fā)光層；2)在所述子發(fā)光層上制作插入層；3)在所述插入層上制作子發(fā)光層；其中，所制作的插入層的空穴遷移率低于所述子發(fā)光層的空穴遷移率；如果插入層采用為一層，則形成發(fā)光層；如果插入層采用一層以上，則根據(jù)插入層的層數(shù)，重復進行步驟2 ) -3 )，最終形成發(fā)光層。本發(fā)明的有益效果是通過在有機電致發(fā)光器件的發(fā)光層中插入一個或多個具有空穴阻擋性能的插入層，調(diào)節(jié)了載流子的傳輸分布，在發(fā)光層中形成多個空穴載流子和電子載流子的復合區(qū)，提高了激子的復合比例，從而提高了有機電致發(fā)光器件的發(fā)光效率；同時，也減少了電子傳輸層內(nèi)多余的空穴陽離子的出現(xiàn)，有利于提高有機電致發(fā)光器件的壽命。同時，由于本發(fā)明中的有機電致發(fā)光器件是采用現(xiàn)有的OLED的基本工藝來進行制備，無需增加額外的工藝或者采用更為昂貴的材料，因而不會增加生產(chǎn)成本。


圖I為現(xiàn)有技術中有機電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例I中有機電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明實施例I中有機電致發(fā)光器件的電流密度一電壓一亮度特性曲線；圖4為本發(fā)明與現(xiàn)有技術中有機電致發(fā)光器件的電流密度-電流效率曲線；圖5為圖2中有機電致發(fā)光器件的光譜曲線；圖6為本發(fā)明實施例2中有機電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明中有機電致發(fā)光器件中發(fā)光層制備方法流程圖；圖8為本發(fā)明實施例I中有機電致發(fā)光器件的能級結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1 一襯底，2 —陽極層，3 —空穴注入層，4 一空穴傳輸層，5 —電子阻擋層，6 一發(fā)光層,7 —空穴與激子阻擋層,8 —電子傳輸層,9 —電子注入層，10-陰極層，11 一外加電源，12 一插入層,61 —第一子發(fā)光層,62 —第二子發(fā)光層,63 —第三子發(fā)光層，121 一第一插入層，122 一第二插入層。
具體實施例方式為使本領域技術人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明有機電致發(fā)光器件及其制備方法作進一步詳細描述。一種有機電致發(fā)光器件，包括襯底、陽極層、陰極層、以及設置在所述陽極層和陰極層之間的有機功能層，所述有機功能層包括發(fā)光層，其中，所述發(fā)光層中設置有一個或以上插入層，所述一個或以上的插入層將發(fā)光層分隔為兩個或多個子發(fā)光層，所述插入層對空穴的傳輸能力小于對電子的傳輸能力。優(yōu)選的是，所述插入層的空穴遷移率低于所述子發(fā)光層的空穴遷移率。進一步優(yōu)選的是,所述插入層的HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital,最高已占軌道)低于所述子發(fā)光層的H0M0，所述插入層的電子遷移率高于所述子發(fā)光層的電子遷移率，所述插入層的三重態(tài)能量等于或高于子發(fā)光層的三重態(tài)能量，所述插入層中的單重態(tài)能量等于或高于子發(fā)光層中的單重態(tài)能量。一種有機電致發(fā)光器件的制備方法，包括制作發(fā)光層的步驟，其中，所述發(fā)光層的制作過程包括I)制作子發(fā)光層；2)在所述子發(fā)光層上制作插入層；3)在所述插入層上制作子發(fā)光層；
其中，所制作的插入層的空穴遷移率低于所述子發(fā)光層的空穴遷移率；如果插入層采用為一層，則形成發(fā)光層；如果插入層采用一層以上，則根據(jù)插入層的層數(shù)，重復進行步驟2) _3)，最終形成發(fā)光層。實施例I :
如圖2所示，本實施例中，該有機電致發(fā)光器件包括襯底I、陽極層2、陰極層10、以及設置在陽極層2和陰極層10之間的有機功能層。其中，陽極層2設置在襯底I上。本實施例中，所述有機功能層包括空穴注入層3、空穴傳輸層4、發(fā)光層6、空穴與激子阻擋層7、電子傳輸層8和電子注入層9。在陽極層2和陰極層10之間連接有外加電源11，有機電致發(fā)光器件在外加電源的驅(qū)動下發(fā)光。本實施例中，所述發(fā)光層中設置有一個插入層12，所述插入層12將發(fā)光層分隔為兩個子發(fā)光層，即第一子發(fā)光層61和第二子發(fā)光層62。其中，靠近陽極層2的為第一子發(fā)光層61，靠近陰極層10的為第二子發(fā)光層62。其中，插入層12具有空穴阻擋性能，即所述插入層12對空穴的傳輸能力小于對電子的傳輸能力。制作插入層12的材料可以是有機材料，也可以是無機材料。在本實施例中，插入層12由一層較薄的有機材料構(gòu)成，其厚度范圍為I 20nm。其中，插入層進一步的選用依據(jù)是插入層12的空穴遷移率低于發(fā)光層中子發(fā)光層(包括第一子發(fā)光層61和第二子發(fā)光層62)的空穴遷移率，且所述插入層的HOMO (最高已占軌道)低于發(fā)光層的HOMO;所述插入層的電子遷移率高于發(fā)光層的電子遷移率，插入層的三重態(tài)能量不低于(等于或大于)發(fā)光層的三重態(tài)能量，插入層的單重態(tài)能量不低于(等于或大于)發(fā)光層的單重態(tài)能量，以避免能量回傳。具體的，制作插入層12的有機材料可以在以下類別的材料中進行選用鄰菲羅林衍生物，噁唑衍生物，噻唑衍生物，咪唑衍生物，金屬喹啉絡合物，或蒽的衍生物。具體可采用BCP、Bphen、或TPBI等材料。第一子發(fā)光層61和第二子發(fā)光層62可以采用以下幾種材料制成( I)米用無摻雜的突光發(fā)光的有機材料(由具有空穴傳輸能力的發(fā)光材料組成)制成，所述具有空穴傳輸能力的發(fā)光材料可以采用NPB或DPVBI等。(2)采用摻雜熒光材料的有機材料(由熒光摻雜劑與基質(zhì)材料組成)制成，所述熒光摻雜劑可以采用香豆素染料(coumarin6、C-545T)、喹吖啶酮(DMQA)、或DCM系列等。(3)采用摻雜磷光材料的有機材料(由磷光摻雜劑與基質(zhì)材料組成)制成，所述磷光摻雜劑可以采用基于Ir、Pt、Ru、Cu等金屬配合物發(fā)光材料，比如FIrpic、Fir6、FirN4、FIrtaz、Ir (ppy) 3、Ir (ppy) 2 (acac)、PtOEP、(btp)2Iracac、Ir (piq) 2 (acac)、或(MDQ) 2Iracac
坐寸o其中，摻雜熒光材料的有機材料和摻雜磷光材料的有機材料中的基質(zhì)材料可以采用金屬配合物材料、蒽的衍生物、芳香族二胺類化合物、三苯胺化合物、芳香族三胺類化合物、聯(lián)苯二胺衍生物、或三芳胺聚合物等，具體可采用雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(對苯基苯酚)鋁(Balq)、9，10- 二 - (2_ 萘基)蒽(ADN)、TAZ、CBP、MCP、TCTA、或 NPB 等。在本實施例中，第一子發(fā)光層61、第二子發(fā)光層62采用相同的材料制成，比如都采用CBP基質(zhì)材料摻雜Ir (ppy) 3制成。
由于處于第一子發(fā)光層61和第二子發(fā)光層62之間的插入層12采用與上述兩個子發(fā)光層性質(zhì)不相同的材料制成，從而在第一發(fā)光層61和第二子發(fā)光層62與插入層12的交界處形成界面，該界面處具有很明顯的載流子勢壘，一部分載流子被聚集在這兩個界面處，形成載流子復合區(qū)。因此，插入層12在發(fā)光層中的位置決定了電子載流子和空穴載流子在發(fā)光層中聚集的位置以及激子產(chǎn)生的位置，而插入層的厚度則決定了第一子發(fā)光層61與第二子發(fā)光層62中電子載流子與空穴載流子的數(shù)量以及激子的分布，即插入層12在發(fā)光層中的位置及其厚度能調(diào)節(jié)兩個子發(fā)光層的載流子與激子的分布。在有機電致發(fā)光器件的設計過程中，可以通過以下方式來調(diào)節(jié)插入層的厚度以及其在發(fā)光層中的位置首先，在發(fā)光層中預先固定插入層的位置，根據(jù)其位置來調(diào)節(jié)其厚 度，取其中使有機電致發(fā)光器件發(fā)光效率最高的厚度為厚度優(yōu)化值；然后，根據(jù)厚度優(yōu)化值先設定插入層的厚度，調(diào)節(jié)插入層在發(fā)光層中的位置，取其中使有機電致發(fā)光器件發(fā)光效率最高的位置為位置優(yōu)化值；最后，可以根據(jù)實際需要，根據(jù)厚度優(yōu)化值和位置優(yōu)化值來設計插入層在發(fā)光層中的位置和厚度。比如，先將插入層的位置固定在發(fā)光層中的位置優(yōu)化值處，然后調(diào)節(jié)插入層在發(fā)光層中的厚度(可以設置為連續(xù)厚度值)，并相應測試有機電致發(fā)光器件的發(fā)光效率，以得到實際需要的具有相應發(fā)光效率的插入層的厚度；或者，先將插入層的厚度固定設為厚度優(yōu)化值，然后調(diào)節(jié)插入層在發(fā)光層中的位置(可以設置為連續(xù)位置)，并相應測試有機電致發(fā)光器件的發(fā)光效率，以得到實際需要的具有相應發(fā)光效率的插入層在發(fā)光層中的位置；當然，也可以同時調(diào)節(jié)插入層在發(fā)光層中的位置和厚度，以得到實際需要的具有相應發(fā)光效率的插入層在發(fā)光層中的位置及其厚度。本實施例中，第一發(fā)光層61與第二發(fā)光層62的厚度比范圍為I :50 50 :1。在所述發(fā)光層中，當空穴到達插入層12的位置時，插入層12能對空穴載流子起一定阻擋作用，但是由于插入層12的厚度很薄，一部分空穴載流子仍舊能穿過插入層12而到達第二子發(fā)光層62，從而可使空穴載流子在發(fā)光層的分散面積變得更大，同時使得空穴載流子和電子載流子的注入趨于平衡，有利于電子和空穴的復合，從而提高激子的形成效率，并使載流子、激子聚集程度降低。由于插入層12具有的空穴阻擋性能，避免了過多的空穴進入電子傳輸層8，避免了空穴陽離子的產(chǎn)生，最終延長了有機電致發(fā)光器件的壽命。在本實施例中，空穴注入層3可以采用星形的三苯胺化合物、金屬配合物、或者是有磷光摻雜劑(P)摻雜的有機材料或聚合物制成，比如可采用三-[4-(5-苯基-2-噻吩基)苯]胺、4，4’4”_三[2-萘基(苯基)氨基]三苯胺(2-TNATA)、或者4，4’，4”_三-(3-甲基苯基苯胺基)三苯胺(m-MTDATA)、酞箐銅(CuPc )、或Pedot: Pss。在本實施例中，空穴傳輸層4可以采用芳香族二胺類化合物、三苯胺化合物、芳香族三胺類化合物、聯(lián)苯二胺衍生物、三芳胺聚合物、金屬配合物、或者咔唑類聚合物制成，t匕如可采用NPB、TPD、TCTA、BAlq、聚乙烯咔唑或者其單體。本實施例中的有機電致發(fā)光器件沒有設置電子阻擋層，當然，在實際應用中也可以設置電子阻擋層，而且，電子阻擋層的材料選用與空穴傳輸層4選用材料的范圍可以一致。在本實施例中，空穴與激子阻擋層7、電子傳輸層8和電子注入層9均可以采用金屬配合物材料、噁二唑類電子傳輸材料、咪唑類材料、或鄰菲羅林衍生物制成，比如可采用8-羥基喹啉鋁(Alq3)、8_羥基喹啉鋰(Liq)、8_羥基喹啉鎵、雙[2_(2_羥基苯基-I)-吡啶]鈹、2- (4- 二苯基)-5- (4-叔丁苯基)-1,3,4-噁二唑(PBD)、I，3，5-三(N-苯基-2-笨并咪唑-2)苯(TPBI)、BCP 或 Bphen。此外，襯底I為電極層和有機功能薄膜層的依托，它在可見光區(qū)域有著良好的透光性能以及一定的防水汽和氧氣滲透的能力，并具有較好的表面平整性，一般可以采用玻璃、或柔性基片、或TFT背板等制成。如果選用柔性基片，可采用聚酯類，聚酞亞胺化合物中的一種材料或者較薄的金屬制成。陽極層2作為有機電致發(fā)光器件正向電壓的連接層，具有較好的導電性能、可見光透明性以及較高的功函數(shù)。陽極層通常采用無機金屬氧化物(比如氧化銦錫IT0，氧化鋅ZnO等)、有機導電聚合物(比如PED0T PSS,PANI等)或高功函數(shù)金屬材料(比如金、銅、銀、怕等)制成。陰極層10作為有機電致發(fā)光器件負向電壓的連接層，具有較好的導電性能和較低的功函數(shù)。陰極層通常采用低功函數(shù)金屬材料，比如鋰、鎂、鈣、鍶、鋁、銦等或上述金屬、與銅、金、銀的合金制成；或者采用一層很薄的緩沖絕緣層(如LiF、CsCO3等)和上述金屬或合金制成。本實施例的一個具體的有機電致發(fā)光器件中各層的制備材料及厚度如下Glass/IT0/2-TNATA (IOnm)/NPB (30nm) / CBP: Ir (ppy) 3 (IOnm)/Bphen (4nm) / CBP: Ir (ppy) 3(20nm) /BPhen (40nm) /LiF (0. 5nm) /Al (200nm)。即，襯底 I 采用玻璃(Glass)制成；陽極層2采用氧化銦錫(ITO)制成；空穴注入層3采用2-TNATA制成，厚度為IOnm ;空穴傳輸層4采用NPB制成，厚度為30nm ;第一子發(fā)光層61采用CBP: Ir (ppy) 3制成，厚度為IOnm ；插入層12采用Bphen制成，厚度為4nm ;第二子發(fā)光層62采用CBP: Ir (ppy) 3制成，厚度為20nm ;空穴與激子阻擋層7兼做電子傳輸層8采用Bphen制成，厚度為40nm ；電子注入層9采用LiF制成，厚度為0. 5nm ;陰極層10采用Al制成，厚度為200nm。如圖8所示是本實施例中有機電致發(fā)光器件的能級示意圖。在本實施例中，第一子發(fā)光層61與插入層12以及插入層12與第二子發(fā)光層62的界面有很明顯的載流子勢壘，一部分載流子被阻擋在這兩個界面處，形成載流子復合區(qū)。一般情況下，空穴載流子的遷移率大于電子的遷移率，但是本實施例中由于插入層12對空穴載流子的傳輸能力小于對電子載流子的傳輸能力，因此，相對而言，插入層12具有一定的空穴載流子阻擋性能，使得空穴載流子和電子載流子的注入更平衡，減少了載流子、激子聚集的程度，能減少由于聚集產(chǎn)生的載流子-激子淬滅，增加了載流子的復合機率；隨著空穴載流子和電子載流子在發(fā)光層中的遷移，空穴載流子和電子載流子可在第一子發(fā)光層或第二子發(fā)光層發(fā)生復合，增加了載流子復合產(chǎn)生激子的幾率，從而相應的增加了由激子產(chǎn)生光子從而發(fā)光，提高了有機電致發(fā)光器件的發(fā)光效率；同時，由于激子分散在兩個子發(fā)光層中，因此降低了三重態(tài)激子-三重態(tài)激子淬滅，這也進一步提高了有機電致發(fā)光器件的發(fā)光效率。在本實施例中，如圖7所示，針對上述有機電致發(fā)光器件，其制備方法包括如下步驟SI)將襯底依次在清洗劑、乙醇溶液、丙酮溶液和去離子水中進行清洗，然后對其進行干燥。在本實施例中，先利用清洗劑、丙酮溶液和去離子水對襯底I進行超聲清洗，清洗后用干燥氮氣將之吹干。S2)將襯底置于真空蒸發(fā)室中，進行陽極層或陰極層的制備或其他處理。
在本實施例中，即將襯底I傳送到設定壓力值為2X 10_4Pa的真空蒸發(fā)室中，在襯底I上形成氧化銦錫(ITO)薄膜，即在襯底I上形成有機電致發(fā)光器件中的陽極層2。其中，ITO薄膜的方塊電阻為25 Q / 口。當然，在實際生產(chǎn)過程中，為了提高生產(chǎn)效率，可以將步驟SI)和步驟S2)提前完成，形成相應的帶有陽極層或陰極層的襯底，以方便后續(xù)加工過程中直接利用。S3)將具有陽極層或陰極層的襯底置于真空室中，進行相關的預處理。在本實施例中，即將形成陽極層2后的襯底I置于紫外線處理裝置中進行紫外光處理25分鐘，以提高陽極層2表面的潔凈度，改善表面特性；或者進行等離子處理，以提高陽極層的功函數(shù)、改善陽極層表面的平整度。S4)在處理后的陽極層或陰極層上制備有機功能層按照有機電致發(fā)光器件的結(jié) 構(gòu)，分別制備空穴注入層、空穴傳輸層、電子阻擋層、發(fā)光層、空穴與激子阻擋層、電子傳輸層、電子注入層。在該步驟中，根據(jù)襯底I上先制作的是陽極層或者陰極層(頂射型或底射型)，依次制備空穴注入層、空穴傳輸層、電子阻擋層、發(fā)光層、空穴與激子阻擋層、電子傳輸層、電子注入層，或者依次制備電子注入層、電子傳輸層、空穴與激子阻擋層、發(fā)光層、電子阻擋層、空穴傳輸層、空穴注入層。其中，所述發(fā)光層的制作過程包括I)制作第一子發(fā)光層61 ；2)在所述第一子發(fā)光層61上制作插入層12 ；3)在所述插入層12上制作第二子發(fā)光層62 ；最終形成發(fā)光層。在本實施例中，將處理后的襯底置于真空室中，真空室抽真空至2 X 10_4Pa后，進行有機功能層的蒸鍍。按照本實施例中有機電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)，蒸鍍順序依次如下空穴注入層3，其采用2-TNATA材料制成，厚度為10nm，蒸鍍速率為0. 08nm/s ;空穴傳輸層4，其采用NPB材料制成，厚度為30nm，蒸鍍速率為0. 08nm/s ;第一子發(fā)光層61，其采用基質(zhì)材料CBP，摻雜劑為Ir(ppy)3制成，厚度為10nm，蒸鍍速率為0. 08nm/s，摻雜比例為6% ;插入層12,其采用Bphen材料制成,厚度為4nm,蒸鍍速率為0. 04nm/s ;第二子發(fā)光層62,其采用基質(zhì)材料CBP，摻雜劑Ir(ppy)3制成，厚度為20nm，蒸鍍速率為0. 08nm/s，摻雜比例為6% ；空穴與激子阻擋層7兼做電子傳輸層8，其采用BPhen材料制成，厚度為40nm，蒸鍍速率為0. 08nm/s ;電子注入層9，其采用LiF材料制成，厚度為0. 5nm，蒸鍍速率為0. 02nm/s。S5)有機功能層制備結(jié)束后，將襯底置于高真空度條件下制備陰極層或陽極層。在本實施例中，最后在5X 10_4Pa的高真空度條件下進行陰極層10的蒸鍍。陰極層10采用金屬Al材料制成，厚度為200nm，蒸鍍速率為I. 5nm/s。上述步驟S2)-步驟S5)中涉及到的構(gòu)成有機電致發(fā)光器件中各功能層的蒸鍍速率及厚度由設置在襯底I附近的膜厚儀進行監(jiān)測。S6)將制備好的有機電致發(fā)光器件傳送到手操箱進行封裝，手操箱為惰性氣體氛圍。接著，將制備好的有機電致發(fā)光器件傳送到手操箱進行封裝，手操箱為惰性氣體氛圍，在本實施例中為氮氣氛圍。
S7)測試OLED的光電性能。圖3所示為本實施例中有機電致發(fā)光器件的電流密度-電壓-亮度特性曲線，從圖3中可知，本實施例中有機電致發(fā)光器件的最高亮度達到了 60000cd/m2，相比現(xiàn)有技術中有機電致發(fā)光器件的亮度有大幅提高；圖4為有機電致發(fā)光器件的電流密度-電流效率曲線，從圖4中可知，本實施例中有機電致發(fā)光器件的效率達到了 52cd/A，比現(xiàn)有技術中有機電致發(fā)光器件的效率提高了 2. 3倍；圖5為有機電致發(fā)光器件的發(fā)光光譜圖，從圖5中可知，本實施例中有機電致發(fā)光器件仍保持了較好的色純度，在發(fā)光層中設置的插入層并沒有影響有機電致發(fā)光器件的發(fā)光光譜(即與原有機電致發(fā)光器件的顏色相同)。綜合上述三個圖可知，在發(fā)光層中設置插入層，在保證有機電致發(fā)光器件的發(fā)光光譜的基礎上，可以使有機電致發(fā)光器件的亮度得到極大的提升，而且使有機電致發(fā)光器件的發(fā)光效率大大提高。實施例2 本實施例與實施例I的區(qū)別在于本實施例中，發(fā)光層中設置有兩個插入層，即第一插入層121和第二插入層122，所述兩個插入層將發(fā)光層劃分為三個子發(fā)光層，即第一子發(fā)光層61、第二子發(fā)光層62和第三子發(fā)光層63。其中，靠近陽極層2的為第一發(fā)光層61,靠近陰極層10的為第三發(fā)光層區(qū)63，處于第一子發(fā)光層61和第三發(fā)光層區(qū)63之間的是第二子發(fā)光層，如圖6所示。在本實施例中，由于發(fā)光層中的插入層的數(shù)量增加后，可能會使有機電致發(fā)光器件的驅(qū)動電壓增加，在設計時可以相應地減少各個插入層的厚度來達到調(diào)節(jié)載流子與激子分布的效果，提高有機電致發(fā)光器件的效率與使用壽命。本實施例中的其他結(jié)構(gòu)以及使用都與實施例I相同，這里不再贅述。應該理解的是，在發(fā)光層中設置插入層的結(jié)構(gòu)，不僅適用于實施例1、2中的底發(fā)射型有機電致發(fā)光器件，同樣也適用于頂發(fā)射型有機電致發(fā)光器件。同時應該理解的是，本發(fā)明有機電致發(fā)光器件的發(fā)光層中可以設置N個插入層(設定N的取值范圍為I < N < 100)，以便將發(fā)光層分隔為多個子發(fā)光層，多個插入層在發(fā)光層中的位置可根據(jù)實施例I中的方法通過實驗得到優(yōu)化位置和優(yōu)化厚度，同時結(jié)合該有機電致發(fā)光器件中其他功能層采用的具體材料和結(jié)構(gòu)來設定，隨著插入層的增多，電子載流子和空穴載流子在發(fā)光層中會得到更均衡地分布，以提高有機電致發(fā)光器件的效率與使用壽命。從實施例1、2可知，通過在有機電致發(fā)光器件的發(fā)光層中插入具有空穴阻擋性能的插入層，調(diào)節(jié)了載流子在有機電致發(fā)光器件中的傳輸和分布，也平衡了電子和空穴的注入，使得發(fā)光層中形成多個空穴載流子和電子載流子的復合區(qū)，提高了激子的復合比例，從而提高了發(fā)光效率；同時，減少了電子傳輸層內(nèi)多余的空穴陽離子的出現(xiàn)，有利于提高有機電致發(fā)光器件的壽命?？梢岳斫獾氖?，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領域內(nèi)的普通技術人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種有機電致發(fā)光器件，包括襯底、陽極層、陰極層、以及設置在所述陽極層和陰極層之間的有機功能層，所述有機功能層包括發(fā)光層，其特征在于，所述發(fā)光層中設置有插入層，所述插入層將發(fā)光層分隔為多個子發(fā)光層，所述插入層對空穴的傳輸能力小于對電子的傳輸能力。
2.根據(jù)權利要求I所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述插入層的空穴遷移率低于所述子發(fā)光層的空穴遷移率。
3.根據(jù)權利要求2所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述插入層的HOMO低于所述子發(fā)光層的Η0Μ0，所述插入層的電子遷移率高于所述子發(fā)光層的電子遷移率，所述插入層的三重態(tài)能量等于或高于子發(fā)光層的三重態(tài)能量，所述插入層的單重態(tài)能量等于或高于子發(fā)光層的單重態(tài)能量。
4.根據(jù)權利要求3所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述插入層的空穴遷移率比所述子發(fā)光層的空穴遷移率低5倍或以上，所述插入層的電子遷移率高于所述子發(fā)光層的電子遷移率5倍或以上。
5.根據(jù)權利要求4所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述插入層采用一層，該插入層將發(fā)光層分隔為第一子發(fā)光層和第二子發(fā)光層，所述第一子發(fā)光層和第二子發(fā)光層的厚度比為I :50 50 :1，所述第一子發(fā)光層和第二子發(fā)光層采用相同的材料制成。
6.根據(jù)權利要求I一 5之一所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述插入層采用有機材料或無機材料制成，所述插入層的厚度范圍為I 20nm。
7.根據(jù)權利要求6所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述制作插入層的有機材料包括鄰菲羅林衍生物、噁唑衍生物、噻唑衍生物、咪唑衍生物、金屬喹啉絡合物、或蒽的衍生物。
8.根據(jù)權利要求7所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述插入層采用BCP、Bphen、或 TPBI 制成。
9.根據(jù)權利要求6所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述子發(fā)光層由具有空穴傳輸能力的發(fā)光材料組成無摻雜的熒光發(fā)光的有機材料制成，或采用由熒光摻雜劑與基質(zhì)材料組成的摻雜熒光材料的有機材料制成，或采用由磷光摻雜劑與基質(zhì)材料組成的摻雜磷光材料的有機材料制成。
10.根據(jù)權利要求9所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述具有空穴傳輸能力的發(fā)光材料包括NPB或DPVBI ;所述熒光摻雜劑包括香豆素染料、喹吖啶酮、或DCM系列；所述磷光摻雜劑包括基于Ir、Pt、Ru、或Cu的金屬配合物發(fā)光材料；所述基質(zhì)材料包括金屬配合物、蒽的衍生物、芳香族二胺類化合物、三苯胺化合物、芳香族三胺類化合物、聯(lián)苯二胺衍生物、或三芳胺聚合物。
11.根據(jù)權利要求10所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述基于Ir、Pt、Ru、或Cu 的金屬配合物發(fā)光材料包括 FIrpic、Fir6、FirN4、FIrtaz、Ir (ppy) 3> Ir (ppy) 2 (acac)、PtOEP、(btp)2Iracac、Ir (piq)2 (acac)、或(MDQ)2Iracac ;所述基質(zhì)材料包括雙(2_ 甲基-8-羥基喹啉)(對苯基苯酚)鋁(Balq)、9，10_ 二- (2_萘基)蒽(ADN)、TAZ、CBP、MCP、TCTA、或 NPB。
12.—種有機電致發(fā)光器件的制備方法，包括制作發(fā)光層的步驟，其特征在于，所述發(fā)光層的制作過程包括1)制作子發(fā)光層； 2)在所述子發(fā)光層上制作插入層； 3)在所述插入層上制作子發(fā)光層； 其中，所制作的插入層的空穴遷移率低于所述子發(fā)光層的空穴遷移率； 如果插入層采用為一層，則形成發(fā)光層；如果插入層采用一層以上，則根據(jù)插入層的層數(shù)，重復進行步驟2) _3)，最終形成發(fā)光層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種有機電致發(fā)光器件，其包括襯底、陽極層、陰極層、以及設置在所述陽極層和陰極層之間的有機功能層，所述有機功能層包括發(fā)光層，所述發(fā)光層中設置有插入層，所述插入層將發(fā)光層分隔為多個子發(fā)光層，所述插入層對空穴的傳輸能力小于對電子的傳輸能力。所述插入層的空穴遷移率低于所述子發(fā)光層的空穴遷移率。相應地，提供一種有機電致發(fā)光器件的制備方法。該有機電致發(fā)光器件發(fā)光效率高，使用壽命長。
文檔編號H01L51/52GK102709481SQ20121016703
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權日2012年5月25日
發(fā)明者楊棟芳, 肖田 申請人:京東方科技集團股份有限公司